WO2016150762A1 - Motorpumpenaggregat mit einer membraneinheit - Google Patents

Motorpumpenaggregat mit einer membraneinheit Download PDF

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WO2016150762A1
WO2016150762A1 PCT/EP2016/055554 EP2016055554W WO2016150762A1 WO 2016150762 A1 WO2016150762 A1 WO 2016150762A1 EP 2016055554 W EP2016055554 W EP 2016055554W WO 2016150762 A1 WO2016150762 A1 WO 2016150762A1
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connecting rod
membrane
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motor pump
fastening element
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Adrian Messner
Manfred Rüffer
Jens Bacher
Michael JÜRGING
Martina Breitkopf
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Continental Teves AG and Co OHG
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Continental Teves AG and Co OHG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/02—Arrangements of pumps or compressors, or control devices therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/043—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping flexible members in parallel

Definitions

  • the invention relates to a motor pump unit for under ⁇ pressure supply of a pneumatic brake booster, in particular for a hydraulic car brake system.
  • a pneumatic brake booster for a pneumatic brake booster
  • separate motor pump units are often used to generate the neces ⁇ sary vacuum.
  • motor pump units which are designed as double diaphragm pumps with two opposite elastomeric membranes.
  • the diaphragms are driven by an electric motor, where the rotational movement of the motor shaft is converted into a translational one by an eccentric drive and transmitted to the diaphragms by means of connecting rods.
  • the flexible membrane is usually attached to a rigid membrane holder made of plastic. This is connected by Reibsch performancemaschine or by encapsulation with an often multi-piece connecting rod.
  • the membrane unit is fixed to the connecting rod by means of a fastening element which is inserted transversely to the longitudinal axis of the connecting rod.
  • the connecting rod can be much simpler designed and produced for example by punching.
  • the fastener may be particularly simple and inexpensive formed as a simple spring clip, which clasps the membrane unit in the region of the connecting rod and at the same time forms an undercut of a notch or an opening of the connecting rod for locking. Both assembly and disassembly are therefore particularly easy.
  • the fastening element may be formed pin-shaped and arranged in aligned openings in the membrane unit and the connecting rod. This allows a particularly robust and rigid connection can be realized with cheap standard parts. Both simple pins and spring pins and dowel pins can be used, which can either be held by clamping force or glued.
  • the fastener may be formed as a screw, which either cooperates with a separate nut or is screwed directly into the material of the membrane unit or the connecting rod.
  • connection according to the invention can be carried out with only one or more fastening elements which allows certain factors such as cost, weight or strength to be prioritized.
  • Fig.l a known embodiment of a generic motor pump unit.
  • FIG. 2 shows a first embodiment according to the invention of the attachment of membrane to the connecting rod by means of a spring clip.
  • FIG.3 Another variant of the invention with Klammerbe ⁇ consolidation.
  • FIG. 4 shows a second embodiment according to the invention with attachment by pins.
  • FIG 5 shows a third embodiment according to the invention with Be ⁇ fastening by screws.
  • FIG. 1 shows a known embodiment of a motor pump unit 1.
  • An electric motor 15 drives two connecting rods 4 via an eccentric drive 5, which transmit the movement to two membrane units 2 arranged opposite one another.
  • the connecting rods 4 sin multi-part running with a head 17 which is molded onto a shaft 16 made of metal.
  • the head 17 is friction welded to the membrane unit 2.
  • FIG. 2 shows a first inventively optimized connecting rod ⁇ rod membrane unit in the assembled state and in section ⁇ presentation , as well as the individual parts of the connecting rod 4 and the fastener 6.
  • the fastening element 6 for fixing the membrane unit 2 on the connecting rod 4 is here as formed a spring clip.
  • the membrane unit 2 is formed in two parts with an elastic membrane 3 made of an elastomeric material, which is attached to a rigid membrane holder 11.
  • the membrane unit 2 is placed on the connecting rod 4.
  • two guides 18 are laterally provided outside, in which a spring clip 6 is attached transversely to the longitudinal axis L and thus the membrane unit 2 engages resiliently.
  • the connecting rod 4 has notches 7, one of which forms an undercut with the spring clip 6 in the mounted state and thereby locks the membrane unit 2 on the connecting rod 4.
  • the formed on the spring clip 6 claws 12 prevent after assembly accidental slipping back of the spring clip 6, but allow their non-destructive disassembly.
  • the spring clip is made of a wire
  • an embodiment of a metal strip is also permitted within the invention.
  • the membrane unit 2 can also be designed in one piece from an elastomeric material within the invention. In this case, in the region of the connecting rod 4, a greater material thickness or higher Shore hardness is needed to achieve a higher rigidity.
  • FIG. 3 shows a further possibility of locking by means of spring clip 6.
  • the connecting rod 4 has here instead of notches on a breakthrough 13.
  • an inward-pointing projection 16 of the spring element 6 engages in the opening 13 and thus forms the rear section.
  • the claws 12 can be dispensed with, because the undercut takes over their function.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the fastening element 6 is designed pin-shaped.
  • the connecting rod 4 and the membrane unit 2 have openings 8,9, which in each case are aligned in the assembled state. Through the openings 8,9 4 two pin-shaped fastening elements 6 are inserted transversely to the longitudinal axis L after attaching the membrane unit 2 to the connecting rod.
  • the openings 8.9 are designed as bores with defined tolerances, whereby a reproducible clamping between the fastening elements 6 and the membrane unit 2 or connecting rod 4 is favored.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the invention provides that the fastener 6 as a screw, preferably Machine screw is executed.
  • the screws 6 are inserted transversely to the longitudinal axis L through the openings 8,9 and screwed ver ⁇ . They can cooperate in different developments either as shown with threaded nuts 10 or be screwed directly into the material of the membrane unit 2, so that the thread is formed directly in the opening 9.
  • the membrane unit 2 as in Fig. 4, the connecting rod 4 engage around from both sides and the thread in the openings 8 of the connecting rod 4 may be provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpenaggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe, mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist. Um die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran (3) kosten- und prozesstechnisch zu optimieren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.

Description

Motorpumpenaggregat mit einer Membraneinheit.
Die Erfindung betrifft ein Motorpumpenaggregat zur Unter¬ druckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers insbesondere für eine hydraulische PKW-Bremsanlage. Bei modernen Kraftfahrzeugen mit pneumatischen Bremskraftverstärkern werden oft gesonderte Motorpumpenaggregate zur Erzeugung vom erfor¬ derlichen Unterdruck verwendet.
Darunter sind Motorpumpenaggregate bekannt, die als Doppelmembranpumpen mit zwei gegenüberliegenden elastomeren Membranen ausgeführt sind. Die Membranen werden von einem Elektromotor angetrieben, dabei wird die rotatorische Bewegung der Motorachse durch einen Exzentertrieb in eine translatorische umgewandelt und mittels Pleuelstangen an die Membranen über- mittelt.
Die flexible Membran ist dabei meist an einem starren Membranhalter aus Kunststoff befestigt. Dieser ist mittels Reibschweißverfahren oder durch Umspritzung mit einer oft mehrteiligen Pleuelstange verbunden.
Derartige Fertigungsverfahren sind jedoch mit hohen Material und Prozesskosten verbunden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, die kraftübertragende Ver¬ bindung zwischen dem Exzentertrieb und der Membran eines Motorpumpenaggregats dahingehend zu optimieren. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Unteransprüche geben weitere erfindungsgemäße Ausführungen und Weiterbildungen an.
Erfindungsgemäß wird die Membraneinheit an der Pleuelstange mittels eines quer zur Längsachse der Pleuelstange gesteckten ist Befestigungselements fixiert. Hierdurch können potentiell fehleranfällige und kostenintensive Reibschweiß- und/oder Umspritzprozesse entfallen und durch robustere einfachere Verbindungen mit engen Toleranzen ersetzt werden. Durch den Verzicht auf spezielle thermische Fügeverfahren kann auf breitere Palette günstigerer Werkstoffe zurückgegriffen werden
Zudem kann die Pleuelstange wesentlich einfacher gestaltet und beispielsweise durch Stanzen herstellbar sein.
Pro Motorpumpenaggregat werden dabei insgesamt weniger Pro¬ zessschritte benötigt, Prozesse werden vereinfacht, es gibt weniger Ausschuss und eine etwaige Demontage zur Nacharbeit oder fürs Recycling wird ebenfalls erheblich vereinfacht. Das Befestigungselement kann besonders einfach und kostengünstig als eine einfache Federklammer ausgebildet sein, die die Membraneinheit im Bereich der Pleuelstange umklammert und gleichzeitig zur Arretierung einen Hinterschnitt einer Einkerbung oder einem Durchbruch der Pleuelstange bildet. Sowohl Montage als auch Demontage gestalten sich dadurch besonders einfach .
In einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführung kann das Befestigungselement stiftförmig ausgebildet und in fluchtenden Öffnungen in der Membraneinheit und der Pleuelstange angeordnet sein. Hierdurch kann eine besonders robuste und steife Verbindung mit günstigen Normteilen realisiert werden. Dabei könne sowohl einfache Stifte als auch Federstifte und Passstifte verwendet werden, die entweder durch Klemmkraft gehalten oder auch eingeklebt sein können. In einer anderen Ausführung kann das Befestigungselement als eine Schraube ausgebildet sein, die entweder mit einer gesonderten Gewindemutter zusammenwirkt oder direkt in dem Werkstoff von der Membraneinheit oder der Pleuelstange eingeschraubt ist.
Je nach konkretem Bedarf kann die erfindungsgemäße Verbindung mit nur einem oder auch mehreren Befestigungselementen ausgeführt werden, womit bestimmte Faktoren wie Kosten, Gewicht oder Festigkeit gezielt priorisiert werden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmög¬ lichkeiten der Erfindung gehen aus Unteransprüchen zusammen mit der Beschreibung und anhand der Figuren hervor. Übereinstimmende Komponenten und Konstruktionselemente werden nach Möglichkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Auf detaillierte Beschreibung von Grundfunktionen eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats wird dabei weitgehend ver- ziehtet, da ausreichend bekannt.
Nachstehend zeigt:
Fig.l eine bekannte Ausführung eines gattungsgemäßen Motorpumpenaggregats .
Fig.2 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Befes- tigung von Membran an der Pleuelstange mittels einer Federklammer .
Fig.3 Eine weitere erfindungsgemäße Variante mit Klammerbe¬ festigung .
Fig.4 Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform mit Be- festigung durch Stifte.
Fig.5 Eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform mit Be¬ festigung durch Schrauben.
Fig.1 :
Fig. 1 zeigt eine bekannte Ausführung eines Motorpumpenag- gregats 1. Ein Elektromotor 15 treibt über einen Exzentertrieb 5 zwei Pleuelstangen 4 an, welche die Bewegung an zwei gegenüberliegend angeordneten Membraneinheiten 2 übermitteln. Die Pleuelstangen 4 sin mehrteilig ausgeführt mit einem Kopf 17, der an einen Schaft 16 aus Metall angespritzt ist. Der Kopf 17 ist reibverschweißt mit der Membraneinheit 2.
Fig.2: Fig. 2 zeigt eine erste erfindungsgemäß optimierte Pleuel¬ stangen-Membraneinheit im montierten Zustand und in Schnitt¬ darstellung, sowie die Einzelteildarstellungen der Pleuelstange 4 und des Befestigungselements 6. Das Befestigungs- element 6 zur Fixierung der Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 ist hier als eine Federklammer ausgebildet.
In der gezeigten Ausführung ist die Membraneinheit 2 zweiteilig ausgebildet mit einer elastischen Membran 3 aus einem Elastomerwerkstoff, welche an einem steifen Membranhalter 11 befestigt ist. Die Membraneinheit 2 wird auf die Pleuelstange 4 aufgesetzt. In der Membraneinheit 2 sind seitlich außen zwei Führungen 18 vorgesehen, in die eine Federklammer 6 quer zur Längsachse L aufgesteckt wird und so die Membraneinheit 2 federnd umgreift. Die Pleuelstange 4 verfügt über Einkerbun- gen 7, von denen eine mit der Federklammer 6 im montierten Zustand einen Hinterschitt bildet und dadurch die Membraneinheit 2 auf der Pleuelstange 4 arretiert. Die an der Federklammer 6 ausgebildeten Krallen 12 verhindern nach der Montage eine ungewolltes Zurückrutschen der Federklammer 6, lassen jedoch deren zerstörungsfreie Demontage zu.
Durch eine Spiegelsymmetrische Ausführung der Pleuelstange 4 kann diese beidseitig verwendet werden.
In der gezeigten Ausführung ist die federklammer aus einem Draht gefertigt, eine Ausführung aus einem Metallband ist innerhalb der Erfindung ebenfalls zulässig.
Durch eine geeignete Formgebung oder Materialmix mit verschiedenen Shorehärtegraden kann die Membraneinheit 2 innerhalb der Erfindung auch einteilig aus einem elastomeren Werkstoff gestaltet sein. Dabei wird im Bereich der Pleuelstange 4 eine größere Materialstärke oder höhere Shorehärte zum Erzielen einer höheren Steifigkeit benötigt.
Fig.3: In der Figur 3 ist eine weitere Möglichkeit der Arretierung mittels Federklammer 6 dargestellt. Die Pleuelstange 4 weist hier statt Einkerbungen einen Durchbruch 13 auf. Im montierten Zustand greift ein nach innen weisender Vorsprung 16 des Fe- derelements 6 in den Durchbruch 13 ein und bildet so den Hinterschitt . Bei dieser Ausführung kann sogar auf die Krallen 12 verzichtet werden, weil der Hinterschnitt deren Funktion mit übernimmt .
Fig.4 : In der Figur 4 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführung ist das Befestigungselement 6 stiftförmig gestaltet.
Die Pleuelstange 4 und die Membraneinheit 2 verfügen über Öffnungen 8,9, die im montierten Zustand j eweils fluchten. Durch die Öffnungen 8,9 werden nach dem Aufstecken der Membraneinheit 2 auf die Pleuelstange 4 zwei stiftförmige Befestigungselemente 6 quer zur Längsachse L gesteckt.
Bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise sind die Öffnungen 8,9 als Bohrungen mit definierten Toleranzen gestaltet, womit eine reproduzierbare Klemmung zwischen den Befestigungselementen 6 und der Membraneinheit 2 bzw. Pleuelstange 4 begünstigt wird.
Innerhalb der Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Arretierung mit lediglich einem einzigen, statt mit zwei Stiften 6 zu realisieren . Zur Realisierung der beschriebenen Ausführung eignen sich grundsätzlich sowohl Feder- oder Passstifte, die alleine durch Klemmkraft in den Öffnungen 8,9 gehalten werden, als auch einfache Stifte, die in die Öffnungen 8,9 eingeklebt werden.
Fig.5 : Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das Befestigungselement 6 als eine Schraube, Vorzugsweise Maschinenschraube ausgeführt ist. Die Schrauben 6 werden quer zur Längsachse L durch die Öffnungen 8,9 gesteckt und ver¬ schraubt. Dabei können sie in unterschiedlichen Weiterbildungen entweder wie gezeigt mit Gewindemuttern 10 zusammenwirken oder direkt in den Werkstoff der Membraneinheit 2 eingeschraubt werden, so dass das Gewinde direkt in der Öffnung 9 ausgebildet ist .
In einer weiteren, nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Membraneinheit 2 ähnlich wie in der Fig. 4 die Pleuelstange 4 von beiden Seiten umgreifen und das Gewinde in den Öffnungen 8 der Pleuelstange 4 vorgesehen sein.
Bezugs zeichen :
1 Motorpumpenaggregat
2 Membraneinheit
3 Membran
4 Pleuelstange
5 Exzentertrieb
6 Befestigungselements
7 Einkerbung
8 Öffnung
9 Öffnung
10 Gewindemutter
11 Membranhalter
12 Kralle
13 Durchbruch
14 Vorsprung
15 Elektromotor
16 Schaft
17 Kopf
18 Führung
L Längsachse

Claims

Patentansprüche / Patent Claims
1. Motorpumpenaggregat (1) zur Unterdruckversorgung eines pneumatischen Bremskraftverstärkers, wobei das Motorpumpen- aggregat (1) als eine Membranpumpe, vorzugsweise eine Doppelmembranpumpe mit wenigstens einer Membraneinheit (2) mit einem elastomeren Membran (3) ausgebildet ist, die Membraneinheit (2) mittels einer Pleuelstange (4) von einem elektromotorisch angetriebenen Exzentertrieb (5) bewegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) an der Pleuelstange (4) mittels eines Befestigungselements (6) fixiert ist, der quer zu einer Längsachse (L) der Pleuelstange (4) gesteckt ist.
2. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekenn- zeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Federklammer ausgebildet ist, wobei die Federklammer die Membraneinheit (2) im Bereich der Pleuelstange (4) umklammert und mit wenigstens einer Einkerbung (7) oder einem Durchbruch (13) der Pleuelstange (4) einen Hinterschnitt bildet.
3. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) stiftförmig aus¬ gebildet und in fluchtenden Öffnungen (8,9) in der Membraneinheit (2) und der Pleuelstange (4) angeordnet ist.
4. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekenn- zeichnet, dass das Befestigungselement (6) durch Klemmkraft fixiert ist.
5. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) geklebt ist.
6. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekenn- zeichnet, dass das Befestigungselement (6) als eine Schraube ausgebildet ist.
7. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit einer Gewin¬ demutter (10) zusammenwirkt.
8. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 6 dadurch gekenn- zeichnet, dass das Befestigungselement (6) unmittelbar in die
Membraneinheit (2) eingeschraubt ist.
9. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Membraneinheit (2) eine elastische Memb¬ ran (3) aus einem Elastomerwerkstoff und einen starren Membranhalter (11) aufweist, der zur Kraftübermittlung zwischen der Pleuelstange (4) und dem Membran (3) vorgesehen ist.
10. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (6) mit dem Membranhalter (11) und der Pleuelstange (4) zusammenwirkt.
11. Motorpumpenaggregat (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Befestigungselemente (6) vor¬ gesehen sind.
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